전자 설계 - 스위치 전원 PCB 보드의 설계 및 분석

스위치 전원 설계에서 PCB 보드의 물리적 설계는 마지막 단계입니다.설계 방법이 잘못되면 PCB가 너무 많은 전자기 간섭을 방사하여 전원이 불안정하게 작동할 수 있습니다.다음은 각 단계에서 주의해야 할 사항에 대한 분석입니다.

1. 원리도에서 PCB까지의 설계 과정.어셈블리 매개변수 설정 - 원리 네트 테이블 가져오기 - 설계 매개변수 설정 - 수동 레이아웃 - 수동 경로설정 - 설계 검증 - 검토 - CAM 출력.

2. 매개변수 설정 인접한 와이어 사이의 거리는 전기 안전 요구 사항을 충족할 수 있어야 하며 작업 및 생산을 용이하게 하기 위해 가능한 한 넓어야 합니다.최소 간격은 최소 내성 전압에 적합해야 합니다.배선 밀도가 낮으면 신호선의 간격을 적절하게 늘릴 수 있습니다.높은 레벨과 낮은 레벨 사이에 큰 간격이 있는 신호선의 경우 간격을 최대한 짧게 하고 간격을 늘려야 합니다.일반적으로 이력선 간격을 8mil로 설정합니다.

용접판의 내부 구멍 가장자리와 인쇄판 가장자리의 거리는 1mm보다 커야 가공 과정에서 용접판의 결함을 피할 수 있다.용접판에 연결된 흔적선이 비교적 얇을 때 용접판과 흔적선 사이의 연결은 액적모양으로 설계해야 한다.이렇게 하는 장점은 용접판이 쉽게 벗겨지지 않지만 흔적선과 용접판이 쉽게 끊어지지 않는다는 것이다.

셋째, 소자 배치 실천은 회로 원리도 설계가 정확하고 인쇄 회로 기판이 잘못 설계되더라도 전자 설비의 신뢰성에 불리한 영향을 미칠 수 있음을 증명한다.예를 들어, 인쇄판의 두 가느다란 평행선이 가까이 있으면 신호 파형이 지연되고 전송선의 끝에 반사 노이즈가 발생합니다.성능이 떨어지므로 인쇄회로기판을 설계할 때 정확한 방법을 채택하는 것에 주의해야 한다.스위치당 4개의 전류 회로:

（1） 。전원 스위치 AC 회로

（2） 。출력 정류기 AC 회로

（3） 。입력 신호원 전류 회로

（4） 。출력 부하 전류 회로

전원 스위치의 AC 회로와 정류기의 AC 회로에는 고진폭 사다리꼴 전류가 포함됩니다.이 전류의 고조파 분량은 매우 높다.이 주파수는 스위치의 기본 주파수보다 훨씬 크다.피크 폭은 연속 입력 / 출력 직류 전류의 5배에 달할 수 있습니다.전환 시간은 일반적으로 약 50ns입니다.이 두 회로는 전자기 간섭에 가장 취약하므로 이러한 교류 회로는 전원 공급 장치의 다른 인쇄 회로 앞에 배치되어야 합니다.각 루프의 세 가지 주요 부품은 필터 콘덴서, 전원 스위치 또는 정류기, 센서 또는 변압기입니다.부품을 병렬로 배치하고 부품의 위치를 조정하여 부품의 현재 경로를 가능한 한 짧게 만듭니다.스위치 전원 레이아웃을 설정하는 가장 좋은 방법은 전기 설계와 유사합니다.최적의 설계 프로세스는 다음과 같습니다.

변압기 배치

전원 스위치 전류 회로 설계

출력 정류기 전류 회로 설계

제어 회로를 AC 전원 회로에 연결

입력 전류원 회로 및 입력 필터 설계

회로의 기능 단위에 따라 출력 로드 회로 및 출력 필터를 설계할 때 회로의 모든 구성 요소를 배치할 때 다음 지침을 충족해야 합니다.

(1) 먼저 PCB의 크기를 고려합니다.PCB 크기가 너무 크면 인쇄 회선이 길어지고 임피던스가 증가하며 소음 방지 능력이 낮아지고 비용이 증가합니다.PCB 크기가 너무 작으면 발열이 좋지 않고 인접 회선도 방해받기 쉽다.보드의 가장 좋은 형태는 직사각형이며 가로세로 비율은 3: 2 또는 4: 3입니다.보드 가장자리에 있는 부품은 일반적으로 보드 가장자리에서 2mm 이상 떨어져 있습니다.

(2) 설비를 배치할 때 후속 용접을 고려해야 하며 너무 밀집해서는 안 된다.

(3) 각 기능 회로의 핵심 부품을 중심으로 그 주위에 배치한다. 부품은 균일하고 정연하며 치밀하게 PCB에 배치하여 부품 사이의 지시선과 연결을 최소화하고 단축해야 하며, 디커플링 콘덴서는 가능한 한 설비의 VCC에 접근해야 한다.

(4) 고주파에서 작동하는 회로의 경우 부품 간의 분포 매개변수를 고려해야 합니다.일반적으로 회로는 가능한 한 병렬로 배치해야 한다.이렇게 되면 아름다울 뿐만 아니라 설치와 용접이 쉽고 대량 생산이 쉽다.

(5) 회로 흐름에 따라 각 기능 회로 장치의 위치를 배치하여 신호가 쉽게 유통되고 신호가 가능한 한 같은 방향으로 유지되도록 한다.

4. 배선 스위치 전원에는 고주파 신호가 포함되어 있습니다.PCB의 모든 인쇄 회선은 안테나 역할을 할 수 있습니다.인쇄 회선의 길이와 너비는 임피던스와 감응에 영향을 주어 주파수 응답에 영향을 줄 것이다.DC 신호를 통과하는 인쇄 회선이라도 인접한 인쇄 회선으로부터의 무선 주파수 신호와 결합하여 회로 문제(심지어 교란 신호를 다시 방사할 수도 있음)를 초래할 수 있다.따라서 AC 전류를 통과하는 모든 인쇄 회선은 가능한 한 짧고 넓게 설계되어야 하며, 이는 인쇄 회선과 다른 전원 코드에 연결된 모든 구성 요소가 매우 가까이 배치되어야 한다는 것을 의미합니다.인쇄선로의 길이는 그 전감과 저항에 정비례하고 너비는 인쇄선로의 전감과 저항과 반비례한다.

지선 설계는 다음 사항에 유의해야 합니다.

1. 원포인트 접지를 정확하게 선택한다.일반적으로 필터 콘덴서의 공용단은 다른 접지점과 큰 전류가 교류하는 유일한 연결점이어야 한다.이 레벨의 접점에 연결해야 합니다.주로 회로의 각 부분에서 접지로 되돌아오는 전류의 변화를 고려한다.실제 유동선로의 임피던스는 회로 각 부분의 지전위 변화를 초래하고 간섭을 도입한다.

2.접지선은 최대한 두껍게 해야 한다.접지선이 매우 가늘면 전류의 변화에 따라 접지 전위가 변하는데, 이는 전자 설비의 타이밍 신호 레벨이 불안정하고 소음 방지 성능도 악화될 수 있다.따라서 각 큰 전류 접지 단자가 가능한 한 짧고 넓은 인쇄 회선을 사용하고 가능한 한 전원 및 접지 회선의 폭을 넓히도록 합니다.전원 코드보다 접지선이 더 넓습니다.해당 관계는 그라운드 > 전원 코드 > 신호선입니다.가능하다면 접지선의 폭이 3mm보다 커야 하며 대면적의 동층도 접지선으로 사용할 수 있다.인쇄회로기판의 사용되지 않는 부분을 접지선으로 연결합니다.

5. 배선 설계가 완성된 후에 반드시 배선 설계가 설계사가 제정한 규칙에 부합되는지 자세히 검사해야 한다.아울러 제정된 규칙이 인쇄판 생산 공정의 요구에 부합하는지도 확인해야 한다.일반적으로 와이어, 와이어 및 부품 용접 디스크, 와이어 및 구멍, 부품 패드 및 구멍의 거리, 구멍과 구멍 사이의 거리가 합리적인지, 생산 요구 사항을 충족하는지 확인합니다.전원 코드와 지선의 너비가 적당한지, PCB에 지선을 넓힐 곳이 있는지.참고: 일부 오류는 무시할 수 있습니다.예를 들어, 일부 커넥터의 컨투어의 일부가 보드 프레임 외부에 배치되면 간격을 확인하는 동안 오류가 발생합니다.또한 흔적선과 구멍을 수정할 때마다 구리를 다시 도금해야 한다.6. 설계 규칙, 레이어 정의, 선가중치, 피치, 용접 디스크 및 오버홀 설정을 포함하는 PCB 검사 테이블에 따라 검토합니다.또한 장치 배치의 합리성, 전원 및 접지 네트워크의 라우팅 및 고속 클럭 네트워크의 라우팅 및 차단, 디커플링 콘덴서의 배치 및 연결 등을 중점적으로 검토해야 합니다.